近二十年來，電子工業以驚人的速度發展。新技術的進步在減小設備尺寸的同時，也加大了分立元件製造商開發理想性能器件的壓力。

zaizhexieqijianzhong，jingpiandianzudangqianshizhongbaochihengaodexuqiu
，bingqieshixuduodianludejichugoujian。tamendekongjianliyonglvyouyufenlishifengzhuangdianzu，jianshaolezuzhuangqianqizhunbeidegongzuoliang。suizheyingyongdepuji，jingpiandianzujuyouyuelaiyuezhongyaodezuoyong。zhuyaocanshubaokuoESD保護
、熱電動勢(EMF)
、電阻熱係數(TCR)、自熱性、長期穩定性、功率係數和噪聲等。

yixiajishuduibizhongjiangtaolunxianraodianzuzaijingmidianluzhongdeyingyong。buguoqingzhuyi，xianraodianzumeiyoujingpianxing，yinci
，shouzhonglianghechicunxianzhixuyaocaiyongjingmijingpiandianzudeyingyongbushiyongzhezhongdianzu。

jinguanshengjimeigezujianhuozixitongkeyitigaozhengtixingneng，danzhengtixingnengrengshiyouzujianlianzhongdeduanbanjuedingde。xitongzhongdemeigezujiandoujuyouguanxidaozhengtixingnengdeneizaiyouquedian，tebieshiduanqihechangqiwendingxing、頻響和噪聲等問題。分立式電阻行業在線繞電阻、厚膜電阻

、薄膜電阻和金屬箔電阻技術方麵取得了進步，而從單位性能成本考慮，每種電阻都有許多需要加以權衡的因素。

各種電阻技術的優缺點如表1所示，表中給出了熱應力和機械應力對電阻電氣特性的影響。

表1: 不同類型電阻的特性

應力（無論機械應力還是熱應力）會造成電阻電氣參數改變。當形狀
、長度、幾何結構
、配置或模塊化結構受機械或其他方麵因素影響發生變化時
，電氣參數也會發生變化
，這種變化可用基本方程式來表示：R = ρ L/As，中 R = 電阻值
，以歐姆為單位ρ =材料電阻率，以歐姆米為單位L = 電阻元件長度，以米為單位，A = 電阻元件截麵積

，以平方米為單位。

dianliutongguodianzuyuanjianshichanshengreliang
，refanyinghuishiqijiandemeizhongcailiaofashengpengzhanghuoshousuojixiebianhua。huanjingwendutiaojianyehuichanshengtongyangdejieguo。yinci，lixiangdedianzuyuanjianyingnenggougenjuzhexieziranxianxiangjinxingziwopingheng
，zaidianzujiagongguochengzhongbaochiwuliyizhixing，shiyongguochengzhongbubijinxingrexiaoyinghuoyinglixiaoyingbuchang，congertigaoxitongwendingxing。

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精密線繞電阻

線繞電阻一般分為“功率線繞電阻”和“精密線繞電阻”。功率線繞電阻使用過程中會發生很大變化，不適於精密度要求很高的情況下使用。因此，本討論不考慮這種電阻。

線繞電阻的製作方法一般是將絕緣電阻絲纏繞在特定直徑的線軸上。不同線徑、長度和合金材料可以達到所需電阻和初始特性。精密線繞電阻ESD穩定性更高，噪聲低於薄膜或厚膜電阻。線繞電阻還具有TCR低、穩定性高的特點。

線繞電阻初始誤差可以低至± 0.005 %。TCR (溫度每變化一攝氏度，電阻的變化量) 可以達到 3 ppm/°C典型值。不過，降低電阻值，線繞電阻一般在15 ppm/°C 到 25 ppm/°C。熱噪聲降低，TCR 在限定溫度範圍內可以達到 ± 2 ppm/°C 。

線繞電阻加工過程中，電阻絲內表麵 (靠近線軸一側) 收縮，而外表麵拉伸。這道工藝產生永久變形 — 相對於彈性變形或可逆變形
，必須對電阻絲進行退火。永久性機械變化 (不可預測) 會造成電阻絲和電阻電氣參數任意變化。因此，電阻元件電性能參數存在很大的不確定性。

由(you)於(yu)線(xian)圈(quan)結(jie)構(gou)，線(xian)繞(rao)電(dian)阻(zu)成(cheng)為(wei)電(dian)感(gan)器(qi)，圈(quan)數(shu)附(fu)近(jin)會(hui)產(chan)生(sheng)線(xian)圈(quan)間(jian)電(dian)容(rong)。為(wei)提(ti)高(gao)使(shi)用(yong)中(zhong)的(de)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)
，可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)特(te)殊(shu)工(gong)藝(yi)降(jiang)低(di)電(dian)感(gan)。不(bu)過(guo)，這(zhe)會(hui)增(zeng)加(jia)成(cheng)本(ben)
，而(er)且(qie)降(jiang)低(di)電(dian)感(gan)的(de)效(xiao)果(guo)有(you)限(xian)。由(you)於(yu)設(she)計(ji)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)，線(xian)繞(rao)電(dian)阻(zu)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)差(cha)，特(te)別(bie)是(shi) 50 kHz 以上頻率。

兩個額定電阻值相同的線繞電阻，彼此之間很難保證特定溫度範圍內精確的一致性，電阻值不同，或尺寸不同時更為困難 (例如
，滿足不同的功率要求)。這種難度會隨著電阻值差異的增加進一步加劇。以1-kΩ 電阻相對於100-kΩ 電阻為例，這種不一致性是由於直徑、長度，並有可能由於電阻絲使用的合金不同造成的。而且
，電阻芯以及每英寸圈數也不同—機(ji)械(xie)特(te)性(xing)對(dui)電(dian)氣(qi)特(te)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)也(ye)不(bu)一(yi)樣(yang)。由(you)於(yu)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)阻(zu)值(zhi)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)的(de)熱(re)機(ji)特(te)性(xing)，因(yin)此(ci)它(ta)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)穩(wen)定(ding)性(xing)不(bu)一(yi)樣(yang)

，設(she)計(ji)的(de)電(dian)阻(zu)比(bi)在(zai)設(she)備(bei)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)中(zhong)會(hui)發(fa)生(sheng)很(hen)大(da)變(bian)化(hua)。TCR 特性和比率對於高精度電路極為重要。

傳統線繞電阻加工方法不能消除纏繞、封裝
、charuheyinxianchengxinggongyizhongchanshengdegezhongyingli。gudingguochengzhong

，zhouxiangyinxianwangwangcaiyonglajingongyi，tongguojixielijiayafengzhuang。zheliangzhongfangfahuigaibiandianzu，wulunjiadianhuobujiadian。congchangqijiaodukan，youyudianzusitiaozhengweixindexingzhuang，xianraoyuanjianhuifashengwulibianhua。

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薄膜電阻

薄膜電阻由陶瓷基片上厚度為50 Å至250 Å的金屬沉積層組成 (采用真空或濺射工藝)。薄(bo)膜(mo)電(dian)阻(zu)單(dan)位(wei)麵(mian)積(ji)阻(zu)值(zhi)高(gao)於(yu)線(xian)繞(rao)電(dian)阻(zu)或(huo)金(jin)屬(shu)箔(bo)電(dian)阻(zu)，而(er)且(qie)更(geng)為(wei)便(bian)宜(yi)。在(zai)需(xu)要(yao)高(gao)阻(zu)值(zhi)而(er)精(jing)度(du)要(yao)求(qiu)為(wei)中(zhong)等(deng)水(shui)平(ping)時(shi)，薄(bo)膜(mo)電(dian)阻(zu)更(geng)為(wei)經(jing)濟(ji)並(bing)節(jie)省(sheng)空(kong)間(jian)。

它ta們men具ju有you最zui佳jia溫wen度du敏min感gan沉chen積ji層ceng厚hou度du
，但dan最zui佳jia薄bo膜mo厚hou度du產chan生sheng的de電dian阻zu值zhi嚴yan重zhong限xian製zhi了le可ke能neng的de電dian阻zu值zhi範fan圍wei。因yin此ci，采cai用yong各ge種zhong沉chen積ji層ceng厚hou度du可ke以yi實shi現xian不bu同tong的de電dian阻zu值zhi範fan圍wei。薄bo膜mo電dian阻zu的de穩wen定ding性xing受shou溫wen度du上shang升sheng的de影ying響xiang。薄bo膜mo電dian阻zu穩wen定ding性xing的de老lao化hua過guo程cheng因yin實shi現xian不bu同tong電dian阻zu值zhi所suo需xu的de薄bo膜mo厚hou度du而er不bu同tong，因yin此ci在zai整zheng個ge電dian阻zu範fan圍wei內nei是shi可ke變bian的de。這zhe種zhong化hua學xue/機械老化還包括電阻合金的高溫氧化。此外

，改變最佳薄膜厚度還會嚴重影響 TCR。由於較薄的沉積層更容易氧化，因此高阻值薄膜電阻退化率非常高。

由you於yu金jin屬shu量liang少shao，薄bo膜mo電dian阻zu在zai潮chao濕shi的de條tiao件jian下xia極ji易yi自zi蝕shi。浸jin入ru封feng裝zhuang過guo程cheng中zhong，水shui蒸zheng汽qi會hui帶dai入ru雜za質zhi
，產chan生sheng的de化hua學xue腐fu蝕shi會hui在zai低di壓ya直zhi流liu應ying用yong幾ji小xiao時shi內nei造zao成cheng薄bo膜mo電dian阻zu開kai路lu。改gai變bian最zui佳jia薄bo膜mo厚hou度du會hui嚴yan重zhong影ying響xiang TCR。由於較薄的沉積層更容易氧化，因此高阻值薄膜電阻退化率非常高。

厚膜電阻

如前所述，受尺寸
、體積和重量的影響，線繞電阻不可能采用晶片型。盡管精度低於線繞電阻

，但由於具有更高的電阻密度 (高阻值/小尺寸) qiechengbengengdi，houmodianzudedaoguangfanshiyong。yubomodianzuhejinshubodianzuyiyang，houmodianzupinxiangsudukuai
，danzaimuqianshiyongdedianzujishuzhong

，qizaoshengzuigao。suiranjingdudiyuqitajishu
，danwomenzhisuoyizaicitaolunhoumodianzujishu，shiyouyuqiguangfanyingyongyujihumeiyizhongdianlu，baokuogaojingmidianluzhongjingduyaoqiubugaodebufen。

厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)依(yi)靠(kao)玻(bo)璃(li)基(ji)體(ti)中(zhong)粒(li)子(zi)間(jian)的(de)接(jie)觸(chu)形(xing)成(cheng)電(dian)阻(zu)。這(zhe)些(xie)觸(chu)點(dian)構(gou)成(cheng)完(wan)整(zheng)電(dian)阻(zu)，但(dan)工(gong)作(zuo)中(zhong)的(de)熱(re)應(ying)變(bian)會(hui)中(zhong)斷(duan)接(jie)觸(chu)。由(you)於(yu)大(da)部(bu)分(fen)情(qing)況(kuang)下(xia)並(bing)聯(lian)，厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)不(bu)會(hui)開(kai)路(lu)，但(dan)阻(zu)值(zhi)會(hui)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)和(he)溫(wen)度(du)持(chi)續(xu)增(zeng)加(jia)。因(yin)此(ci)
，與(yu)其(qi)他(ta)電(dian)阻(zu)技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)，厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)穩(wen)定(ding)性(xing)差(cha) (時間、溫度和功率)。

由(you)於(yu)結(jie)構(gou)中(zhong)成(cheng)串(chuan)的(de)電(dian)荷(he)運(yun)動(dong)，粒(li)狀(zhuang)結(jie)構(gou)還(hai)會(hui)使(shi)厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)產(chan)生(sheng)很(hen)高(gao)的(de)噪(zao)聲(sheng)。給(gei)定(ding)尺(chi)寸(cun)下(xia)，電(dian)阻(zu)值(zhi)越(yue)高(gao)，金(jin)屬(shu)成(cheng)份(fen)越(yue)少(shao)，噪(zao)聲(sheng)越(yue)高(gao)，穩(wen)定(ding)性(xing)越(yue)差(cha)。厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)結(jie)構(gou)中(zhong)的(de)玻(bo)璃(li)成(cheng)分(fen)在(zai)電(dian)阻(zu)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)形(xing)成(cheng)玻(bo)璃(li)相(xiang)保(bao)護(hu)層(ceng)，因(yin)此(ci)厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)的(de)抗(kang)濕(shi)性(xing)高(gao)於(yu)薄(bo)膜(mo)電(dian)阻(zu)。

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金屬箔電阻

將(jiang)具(ju)有(you)已(yi)知(zhi)和(he)可(ke)控(kong)特(te)性(xing)的(de)特(te)種(zhong)金(jin)屬(shu)箔(bo)片(pian)敷(fu)在(zai)特(te)殊(shu)陶(tao)瓷(ci)基(ji)片(pian)上(shang)，形(xing)成(cheng)熱(re)機(ji)平(ping)衡(heng)力(li)對(dui)於(yu)電(dian)阻(zu)成(cheng)型(xing)是(shi)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)。然(ran)後(hou)
，采(cai)用(yong)超(chao)精(jing)密(mi)工(gong)藝(yi)光(guang)刻(ke)電(dian)阻(zu)電(dian)路(lu)。這(zhe)種(zhong)工(gong)藝(yi)將(jiang)低(di)TCR、長期穩定性、無感抗、無ESD感應、低電容、快速熱穩定性和低噪聲等重要特性結合在一種電阻技術中。

這些功能有助於提高係統穩定性和可靠性，精度、穩定性和速度之間不必相互妥協。為獲得精確電阻值，大金屬箔晶片電阻可通過有選擇地消除內在“短板”進行修整。當需要按已知增量加大電阻時，可以切割標記的區域 (圖2)

，逐步少量提高電阻。

圖2：切割標記區域

合金特性及其與基片之間的熱機平衡力形成的標準溫度係數，在0 °C 至 + 60 °C 範圍內為 ± 1 ppm/°C (Z 箔為0.05 ppm/°C)。

圖3：合金特性及其與基片之間的標準溫度係數

采用平箔時，並聯電路設計可降低阻抗，電阻最大總阻抗為 0.08 uH。最大電容為 0.05 pF。1-kΩ 電阻設置時間在 100 MHZ以下小於 1 ns。shangshengshijianqujueyudianzuzhi
，danjiaogaohejiaodidianzuzhixiangduiyuzhongjianzhijinlveyouxiajiang。meiyouzhenlingzaoshengduiyugaosuqiehuandianlushishifenzhongyaode，liruxinhaozhuanhuan。

100 MHZ 頻率下，1-kΩ 大金屬箔電阻直流電阻與其交流電阻的對比可用以下公式表示： 交流電阻/直流電阻 = 1.001

圖4: 大金屬箔電阻結構

金屬箔技術全麵組合了高度理想的、過去達不到的電阻特性，包括低溫度係數(0 °C 至 + 60 °C 為 0.05 ppm/°C)，誤差達到 ± 0.005 % (采用密封時低至 ± 0.001 %)，負載壽命穩定性在 70 °C
，額定加電2000小時的情況下達到 ± 0.005 % (50 ppm)，電阻間一致性在 0 °C 至 + 60 °C 時為 0.1 ppm/°C
，抗 ESD 高達 25 kV。

性能要求

當然並非每位設計師的電路都需要全部高性能參數。技術規格相當差的電阻同樣可以用於大量應用中
，這方麵的問題分為四類：

現有應用可以利用大金屬箔電阻的全部性能升級。
現有應用需要一個或多個，但並非全部“行業最佳”性能參數。
先進的電路隻有利用精密電阻改進的技術規格才能開發。
有目的地提前計劃使用精密電阻滿足今後升級要求 (例如，利用電阻而不是有源器件保持電路精度，從而節省成本，否則僅僅為了略微提高性能則要顯著增加成本)。

例如，一個參數必須根據所有參數的經濟性加以權衡。與采用全麵優異性能的電阻相比，這樣可以節省成本，因為不需要調整電路 (及組裝相關組件的成本)。主要通過電阻而不是有源器件提高精度也可以節省成本
，因為有源器件略微提高一點性能所需的成本要比電阻高的多。另一個問題是：利用高性能電阻提高設備性能是否可以提高市場的市場占有率。